1引言
杠杆四球摩擦试验机是以滑动摩擦的形式，在极高的点接触压力条件下，主要用于评定润滑剂的承载能力。包括最大无卡咬负荷PB，烧结负荷PD，综合磨损值ZMZ等三项指标。该试验机满足国家标准四球试验方法，应用于石油化工行业，为国内润滑油生产企业与科研单位提供必要的检测依据。
该试验机试验力加载方式为杠杆祛码手动加载，杠杆系统是试验机的关键部件，它结构复杂，加工精度高，制作难度大。杠杆系统误差是对试验机试验力影响的关键因素之一，降低杠杆系统误差对试验机性能以及试验数据准确性的提高有很大作用。
2杠杆系统组成
杠杆系统由轴承座、球头刀刃、上刀承、杠杆、下刀刃、下刀承、配重陀组成。轴承座上方有一组平面推力轴承和一套油盒，试验钢球放置在油盒内。轴承座在导向孔内，它把球头刀刃施加的力向上传递。轴承座凹球面为SR7，球头刀刃上接触球面为SR6，两球面理论上为点接触。球头刀刃球面在轴承座内在允许范围内可以旋转或转动一定角度。
球头刀刃介于轴承座与上刀承之间，负责把杠杆施加的力传递到轴承座上。球头刀刃下接面为RO.7，上刀承与球头刀刃接触面为R1。球头刀刃与上刀承接触时，球头刀刃可以左右转动一定角度。上刀承与下刀刃固定安装在杠杆上，两者之间距离为25mm。下刀刃的下接触面为R0.7，下刀承与下刀刃的接触面为Rl，下刀刃与下刀承接触时，下刀刃可以左右转动一定角度。
综上所述，各件在一定的范围内可以自由转动或旋转，目的是便于装卸油盒。
3结构尺寸引起试验力误差分析
3.1轴承座结构尺寸引起试验力误差分析
试验时，球头刀刃对轴承座施加一个向上的力，由于机械结构存在公差范围，轴承座不会在导向孔的中心位置，而是偏向某一位置，而且垂直于主轴，即平行依靠在导向孔侧壁上(如图2)。
假设轴承座偏向左侧，球头刀刃下端位置不变，轴承座与导向孔之间最大间隙为a，球头刀刃偏转角度为b，那么轴承座受力发生改变，受力分析如图3。F1为球头刀刃对轴承座施加的力;FZ为油盒、平面轴承对轴承座施加的力;F3为导向孔侧壁对轴承座施加的力;F4为轴承座与导向孔间的静摩擦力。
受力分析计算如下:
定义球头刀刃长度为。，静摩擦系数为p。
试验力变化为F4
3.2上刀承与下刀刃位置以及杠杆悬挂祛码位置引起试验力误差分析
定义上刀承与下刀刃安装完成后，横向位置尺寸为d，下刀刃中心线与悬挂祛码点之间距离为e;上刀承与下刀刃横向位置设计尺寸为f，下刀刃中心线与悬挂祛码点之间设计尺寸为g。如图4
受力分析:
P点实际受力:
P点理论受力:
认拉刀义化:
3.3下刀承位置引起试验力误差分析定义下刀承与轴承座(导向孔)之间距离h，下刀承与轴承座之间设计尺寸为f(同上刀承与下刀刃横向位置设计尺寸)。
以球头刀刃作为受力分析点，受力分析简图如图6
受力分析:攻击5
3.4机械结构引起试验力误差综合分析综合3.1、3.2、3.3各部分分析，现在把杠杆部分所有部件关联起来综合分析。忽略配重碗、杠杆以及其它各部件自重的影响，现进行受力分析。
受力分析:
凡即为杠杆系统实际对油盒施加的力;
理论上油盒受力:
汽，为我们设计需要值，汽。与凡之间的差值越小，说明杠杆系统加工件精度越高，力传递误差小，试验机精度高。
现在假设各部分误差均为1，即a=1;d一f=l;e一g=1;h一f=1;设定e=72;p二0.3;f二25;9=500;那么各种误差在同一数值条件下引起杠杆系统综合误差大小比较如下:
上述表格可以看出，上刀承与下刀刃之间位置对杠杆系统误差影响最大，控制要求严格;下刀刃与杠杆悬挂祛码位置之间距离对杠杆系统误差影响最小，公差可以适当放宽。
5结论
通过对杠杆系统各部件结构以及尺寸误差的分析，结合对各部件接触面粗糙度对试验力影响描述，我们可以清楚的看到影响试验力精度的各种原因，有助于我们今后的加工装配以及问题分析。
参考文献
「1〕王文斌等，机械设计手册，北京:机械工业出版社，2004.8
